布魯克三維X射線顯微鏡（Bruker 3D XRM）在考古紡織品研究中的應用

對于(yu)考古紡織品(pin)結構和(he)(he)材料的研(yan)究(jiu)通(tong)常很(hen)復雜(za)，并且由于(yu)樣品(pin)容易受到沉積(ji)后的影響，如污垢和(he)(he)腐爛，這可能使研(yan)究(jiu)人員的工作變得更(geng)加(jia)費力和(he)(he)麻(ma)煩。

在考古學的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關研(yan)究(jiu)中，侵入式的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)方法是(shi)(shi)不可取的(de)(de)(de)(de)(de)，因為發掘(jue)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)(de)大多數(shu)物(wu)品(pin)都是(shi)(shi)稀(xi)缺的(de)(de)(de)(de)(de)，保(bao)存這(zhe)些物(wu)品(pin)至關重要(yao)，尤其是(shi)(shi)考古紡織(zhi)品(pin)，很容易(yi)破損，而且其外(wai)部通常覆蓋著硬化的(de)(de)(de)(de)(de)泥土或(huo)粘土，無(wu)法去除。這(zhe)時，使(shi)用μCT或(huo)3D XRM這(zhe)種能夠提(ti)供微米(mi)尺度的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)損成像技術將很好地幫助我們(men)通過橫截面或(huo)3D可視化來研(yan)究(jiu)這(zhe)些易(yi)碎物(wu)品(pin)并且不會損壞它(ta)們(men)，以達到樣(yang)品(pin)重復利用研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。此(ci)外(wai)，來自μCT或(huo)3D XRM的(de)(de)(de)(de)(de)體積三維(wei)信息(xi)不僅使(shi)我們(men)能夠定性地可視化發現的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)土物(wu)品(pin)，如(ru)(ru)骨(gu)骼(ge)，還可以進(jin)行相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)定量測量，如(ru)(ru)新石器時代動(dong)物(wu)骨(gu)骼(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)孔隙(xi)度和人類(lei)牙齒的(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)生(sheng)素缺乏情況(kuang)。基于以上(shang)優勢(shi)，該(gai)種檢測手段(duan)在研(yan)究(jiu)前陶器、陶瓷(ci)罐和保(bao)存完(wan)好的(de)(de)(de)(de)(de)紡織(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)內部結構方面顯(xian)示出(chu)極大的(de)(de)(de)(de)(de)優勢(shi)和潛(qian)力(li)。

在本文的(de)相(xiang)關(guan)研(yan)究中，研(yan)究人員分別利用(yong)德國布魯克公司的(de)微(wei)米(mi)級三維(wei)X射線顯微(wei)成像系(xi)統（MicroCT）——SkyScan1272對出土(tu)的(de)古代紡(fang)織(zhi)品進行整體(ti)三維(wei)成像，通過對其(qi)結(jie)構(gou)進行分割，區分出經紗和緯紗，并(bing)基(ji)于分割結(jie)果，將織(zhi)物的(de)編織(zhi)結(jie)構(gou)進行了可視化展示，此(ci)后，又(you)利用(yong)納米(mi)級多(duo)量程三維(wei)X射線顯微(wei)鏡（NanoCT）—SkyScan2214，單(dan)根紡(fang)織(zhi)纖維(wei)的(de)形貌進行了提取和成像。

 掃描條件(jian)：

SkyScan 1272：

管(guan)電壓為(wei)(wei)50 kV，管(guan)電流為(wei)(wei)200 μA，分辨率6.7 μm，0.25 mm鋁濾光片(pian)，360°掃(sao)描，曝光時間(jian)4000 ms，平均(jun)幀(zhen)數3

SkyScan 2214：管(guan)電(dian)壓為50 kV，管(guan)電(dian)流200 μA，分辨率700 nm，No filter。360°掃描，曝光時間(jian)2700 ms，平均幀數2。

 圖像結果：

——樣品1整體三(san)維(wei)形貌(mao)（A）ROI區域形貌(mao)（B）及(ji)內部纖維(wei)三(san)維(wei)形貌(mao)(C、D,經紗-橘黃，緯(wei)紗-綠色)

——樣(yang)品2整體三維(wei)(wei)形貌（A）內部纖維(wei)(wei)三維(wei)(wei)形貌（B、C,經紗-橘黃，緯紗-綠(lv)色)

利用(yong)納(na)米級(ji)三維(wei)X射線顯(xian)微鏡（XRM/NanoCT）——SkyScan2214從樣品局部（A）提取部分區域（B）進(jin)行納(na)米級(ji)高分辨成像，并提取出(chu)其中的(de)單根(gen)纖維(wei)（C—橘黃），可以清晰地表(biao)征其（C——橘黃）的(de)三維(wei)形(xing)貌）

本文數據及圖片來自于文章：

Micro-computed tomography imaging and segmentation of the archaeological textiles from Valmarinniemi，2023.12